Tarlalarda Yapay Zeka: Akıllı Teknolojiyle Tarımda Devrim Yaratmak...

Yapay zeka ve robot teknolojisi, tarımı dönüştürüyor ve mahsul yönetimine yönelik hedefli müdahaleler yoluyla tarımı daha sürdürülebilir ve verimli hale getiriyor. Bonn Üniversitesi'nden araştırmacılar, verimliliği ve sürdürülebilirliği artırmak için yapay zeka ve yeni teknolojilerden yararlanarak tarımda devrim yaratıyor. Avrupa Tarım Dergisi'nde yayınlanan yakın tarihli bir makalede araştırmacılar, tarımın akıllı dijitalleşmesini ilerletmek için ele alınması gereken temel araştırma sorularını özetlediler.

 Modern Tarımın Mücadelesi 

Modern, yüksek performanslı tarım, Dünya'nın sekiz milyardan fazla insanı beslemesine olanak tanıdı. Ancak bu başarı önemli çevresel maliyetleri de beraberinde getiriyor. Mevcut yetiştirme yöntemleri biyolojik çeşitliliği tehlikeye atıyor, sentetik gübreler sera gazı emisyonlarına katkıda bulunuyor ve tarım kimyasalları su kütlelerini ve daha geniş çevreyi kirletiyor. Bu sorunların çoğu daha hassas tarım yöntemleriyle hafifletilebilir. 

Örneğin, herbisitlerin tarlanın tamamı yerine yalnızca yabani otların sorunlu olduğu yerlerde uygulanması kimyasal kullanımını azaltabilir. Benzer şekilde, yalnızca hastalıklı mahsulleri tedavi etmek ve gerçekten ihtiyaç duyulan yerlerde gübre uygulamak, kaynak kullanımını optimize edebilir. Ancak bu tür stratejilerin geleneksel yöntemler kullanılarak geniş ölçekte uygulanması karmaşık ve zordur.

Akıllı Teknolojileri Benimsiyorum PhenoRob Mükemmellik Kümesi'nin bir üyesi olan Hugo Storm, "Bir cevap akıllı dijital teknolojileri kullanmak olabilir" diye açıklıyor. Bonn Üniversitesi, Forschungszentrum Jülich, Sankt Augustin'deki Fraunhofer Algoritma ve Bilimsel Hesaplama Enstitüsü, Müncheberg'deki Leibniz Tarımsal Peyzaj Araştırma Merkezi ve Göttingen'deki Şeker Pancarı Araştırma Enstitüsü ile büyük ölçekli bir proje için ortaklık kurdu. Yeni teknolojileri ve yapay zekayı (AI) kullanarak tarımı daha verimli ve daha çevre dostu hale getiriyoruz. 

Ekipte ekoloji, bitki bilimleri, toprak bilimleri, bilgisayar bilimi, robotik, jeodezi ve tarım ekonomisi gibi çeşitli disiplinlerden uzmanlar yer alıyor. Makalelerinde kısa vadede öncelik olarak gördükleri adımları özetleiyorlar. Storm, "Birkaç önemli araştırma sorusunu belirledik" diyor. Bunlardan biri, herhangi bir besin eksikliğini, yabani ot büyümesini veya haşere istilasını gerçek zamanlı olarak tespit etmek için tarım arazilerinin izlenmesiyle ilgilidir. 

Uydu görüntüleri kabaca bir genel bakış sağlarken, dronlar veya robotlar daha ayrıntılı izleme olanağı sağlıyor. İkincisi sistematik olarak tüm alanı kapsayabilir ve hatta süreçteki bireysel bitkilerin durumunu kaydedebilir. Storm'un yayını kendisiyle birlikte koordine eden meslektaşı Sabine Seidel, "Tüm bu bilgi parçalarını birbirine bağlamakta bir zorluk yatıyor" diyor: "Örneğin, düşük çözünürlük ne zaman yeterli olacak? İşlerin ne zaman daha ayrıntılı hale gelmesi gerekiyor? Tüm mahsullere, özellikle de risk altındakilere göz atarken maksimum verimliliği elde etmek için dronların nasıl uçması gerekiyor?”

Veri Entegrasyonu ve Analizi 

Elde edilen veriler mevcut durumun bir resmini sunmaktadır. Ancak çiftçiler öncelikli olarak çeşitli potansiyel stratejileri ve bunların etkilerini karşılaştırmakla ilgilenmektedir. Tolere edilebilir yabani ot miktarı, gerekli gübre miktarları ve pestisit kullanımının azaltılmasının sonuçları gibi sorular kesin cevaplar gerektirir. Seidel, "Buna benzer soruları yanıtlamak için tarım arazinizin dijital kopyalarını oluşturmalısınız" diye açıklıyor. "Bunu yapmanın birkaç yolu var. Araştırmacıların hala bulması gereken bir şey de, daha doğru modeller elde etmek için çeşitli yaklaşımların nasıl birleştirileceğidir." Bu modellere dayalı eylem önerilerinin formüle edilmesi için uygun yöntemlerin de geliştirilmesi gerekmektedir. Makine öğreniminden ve yapay zekadan alınan tekniklerin bu iki alanda da önemli bir rolü var.

Çiftçi Katılımı ve Evlat Edinme 

Bu dijital gelişmelerin bitkisel üretime tam olarak entegre edilebilmesi için çiftçilerin faydaları anlaması ve kabul etmesi gerekiyor. Jeodezist ve Cluster of Excellence'ın robotik grubu başkanı Profesör ile birlikte iki konuşmacısından biri olan Profesör Heiner Kuhlmann, "İleriye dönük olarak, bu kabulü güvence altına almak için hangi temel koşulların gerekli olduğu sorusuna daha fazla odaklanmamız gerekecek" diyor. Cyrill Stachniss. "Örneğin gübre kullanımına mali teşvikler sunabilir veya yasal sınırlar koyabilirsiniz." Bu gibi araçların tek başına veya kombinasyon halinde etkinliği, günümüzde bilgisayar modelleri kullanılarak da ölçülebilir. 

PhenoRob'dan araştırmacılar makalelerinde mevcut teknolojilerin halihazırda neler yapabileceğini göstermek için örnekler kullanıyor. Örneğin, ekim yapılan alanların bir "dijital ikizi" oluşturulabilir ve sensörlerin yardımıyla, örneğin kök büyümesini veya gaz halindeki nitrojen bileşiklerinin topraktan salınımını tespit etmek için, çeşitli türde verilerden oluşan sabit bir akış oluşturulabilir ve beslenebilir. Stachniss, "Orta vadede bu, belirli bir noktanın besin açısından ne kadar zengin olduğuna bağlı olarak, uygulanan azotlu gübre seviyelerinin mahsullerin ihtiyaçlarına gerçek zamanlı olarak uyarlanmasını sağlayacak" diye ekliyor. Bazı yerlerde tarımda dijital devrim şimdiden sanıldığından daha yakın.